网络应用的体系结构

1、客户机/服务器（Client-Server， C/S）

服务器：

• 7*24小时提供服务
• 永久访问地址/域名
• 利用大量服务器实现可拓展性

客户机：

• 与服务器通信，使用服务器提供的服务
• 间歇性接入网络
• 可能使用动态IP地址
• 不会与其他客户机直接通信
  例如：Web服务

2、点对点结构（Peer-to-peer，P2P）

• 没有永远在线的服务器
• 任意端系统/节点之间可以直接通信
• 节点间歇性接入网络
• 节点可能改变IP地址
• 缺点：难于管理
• 优点：高度可伸缩

3、混合结构（Hybrid）

Napster

• 文件传输使用P2P结构
• 文件的搜索采用C/S结构——集中式
  每个节点向中央服务器登记自己的内容
  每个节点向中央服务器提交查询请求，查找感兴趣的内容

网络应用的进程间通信
进程：
主机上运行的程序
客户机进程：发起通信的进程
服务器进程：等待通信请求的进程
注意：采用P2P架构的应用同样存在客户机进程/服务器进程之分

同一主机上运行的进程：

• 进程间通信机制
• 操作系统提供

不同主机上运行的进程：

• 消息交换

套接字：Socket

• 进程间通信利用scoket发送/接收消息实现
• 类似于寄信
• 发送方将消息送到门外邮箱
• 发送方依赖（门外的）传输基础设施将消息传到接收方所在主机，并送到接收方的门外
• 接收方从门外获取消息

传输基础设施向进程提供API

• 传输协议的选择
• 参数的设置

如何寻址进程？

• 不同主机上的进程间通信，那么每个进程必须拥有标识符
• 如何寻址主机？——IP地址
• 主机有了IP地址之后，并不足以定位进程，因为同一主机上可能同时有多个进程需要通信

端口号

• 为主机上每个需要通信的进程分配一个端口号
• HTTP Server：80
• Mail Server：25

进程的标识符
IP地址+端口号

应用层协议

• 网络应用需遵循应用层协议
• 公开协议
  由RFC（Request For Comments）定义
  允许互操作
  HTTP，SMTP，……
• 私有协议
  多数P2P文件共享应用

应用层协议的内容

• 消息的类型（type）
  请求消息
  响应消息
• 消息的语法（syntax）格式
  消息中有哪些字段？
  每个字段如何描述
• 字段的语义（semantics）
  字段中信息的含义
• 规则（rules)
  进程何时发送/响应消息

网络应用对传输服务的需求

• 数据丢失/可靠性
  某些网络应用能容忍一定的数据丢失：网络电话
  某些网络应用要求100%可靠的数据传输：文件传输,telnet
• 时间延迟
  有些应用在延迟足够低时才“有效”
  网络电话/网络游戏
• 带宽（bandwidth）
  某些应用只有在带宽达到最低要求时才“有效”：网络视频
  某些应用能够适应任何带宽——弹性应用：email

Internet提供的传输服务